专题80 金属的电化学腐蚀与防护
1、下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是（）
A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B．铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼
C．将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀
D．铁门上的铜铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e- = Fe3+
【答案】C
2、如图所示，装置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是（）
A．①②③④ B．①②④③ C．③①④② D．②①④③
【答案】D
3、下列叙述不正确的是（）
A．钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀 B．可以用船尾连锌块的方法来保护船身
C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 D．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
【答案】D
4、下列叙述正确的是( )
A．电解饱和食盐水制烧碱时，Fe作阳极，石墨作阴极
B．电解氯化铜时，阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等
C．钢铁在空气中发生电化腐蚀时，铁作负极
D．原电池工作时，阳离子移向电池的负极
【答案】C
5、每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10～20%，金属的防腐十分重要。钢铁防腐方法有许多种，图—1与图—2是两个典型的例子。对其中原理的描述正确的是（）
A．图—1：a为电源正极 B．图—1：辅助电极上的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-C．图—2：电子流动方向d→c D．图—2：金属A可以是耐腐蚀的金属铜
【答案】C
6、右图是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U型管左端红墨水水柱下降，一段时间后
U 型管左端红墨水水柱又上升。下列说法不正确的是（ ）
A ．开始时发生的是析氢腐蚀
B ．一段时间后发生的是吸氧腐蚀
C ．两种腐蚀负极的电极反应均为：Fe - 2e －== Fe 2+
D ．析氢腐蚀的总反应为：2Fe + O 2 + 2H 2O == 2Fe(OH)2
【答案】D
7、下列解释事实的方程式不准确的是（ ）
A.用浓盐酸检验氨：NH 3+HC1=NH 4C1
B.碳酸钠溶液显碱性：CO 2-3+H 2O HCO -3+OH -
C.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-3e -=Fe 3+
D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体：Ca （OH ）2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O
【答案】C
8、关于金属腐蚀的下列叙述中，不正确的是( )
A ．铁器生锈、铜器长出“铜绿”、银制器皿表面变暗，都属于金属腐蚀
B ．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C ．铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中容易生锈
D ．家用炒菜铁锅用水清洗放置后出现的锈斑主要成分是Fe 3O 4
【答案】D
【解析】D 项不正确，铁锈的主要成分是Fe 2O 3。
9、镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是（）
①有5.6 g 金属被腐蚀 ②有6.5 g 金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L 气体放出 ④在标准状况下有1.12 L 气体放出
A ．①②
B ．②③
C ．①④
D ．③④
【答案】B
【解析】在镀锌铁的析氢腐蚀中：负极(Zn)：Zn －2e －===Zn 2＋，有0.2 mol e －转移时，有
0.1 mol Zn 溶解，即6.5 g ；正极(Fe)：2H ＋＋2e －===H 2↑，生成0.1 mol H 2，标准状况下
的体积为2.24 L 。
10、电解CuCl 2溶液时，如果阴极上有1.6g 铜析出时，则阳极上产生气体的体积是（ ）
A ．0.28L
B ．0.56L
C ．0.14L
D ．11.2L
【答案】B
【解析】电解CuCl 2溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极铜离子放电析出铜。1.6g 铜转移电子的物质的量是mol mol
g g 05.02/646.1=÷。根据得失电子守恒可知生成氯气的物质的量是0.025mol ，其体积为L mol L mol 56.0/4.22025.0=?。答案B 。
11、下列说法正确的是（ ）D
A.质谱图可以帮助我们了解有机物中所含的化学键类型
B.现代家居装修中常见的污染物为苯、甲醇等有机物
C.在中性溶液中钢铁的吸氧腐蚀涉及到盐类水解的知识
D.含橙色K2Cr2O7溶液的装置可以检验司机是否酒后驾车
【答案】D
12、将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是（）
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-=Cu2+
【答案】B
【解析】液滴下氧气含量比边缘少,则形成原电池时边缘处(b)为正极,中心(a)为负极,(b)电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,(a)为Fe-2e-=Fe2+,所以Fe2+、Na+移向(b)区,Cl-移向(a)区,所以A项错误,B项正确;Fe因发生氧化反应而被腐蚀,C项错误;铜和铁形成原电池,Fe为负极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,D项错误。
13、如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法中不正确的是( )
A.开始时发生的是析氢腐蚀
B.一段时间后发生的是吸氧腐蚀
C.两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe-2e-====Fe2+
D.析氢腐蚀的总反应式为2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2
【答案】D
【解析】在酸性条件下发生析氢腐蚀：2H++2e-====H2↑，产生的氢气使试管内压强增大，造成U形管左端红墨水水柱下降，A项正确。发生析氢腐蚀一段时间后，溶液中的c(H+)逐渐减小，在酸性很弱或中性条件下则发生吸氧腐蚀：2H2O+O2+4e-====4OH-，反应中消耗氧气使试管内压强减小，造成U形管左端红墨水水柱上升，B项正确。无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极都是铁失去电子，即：Fe-2e-====Fe2+，C项正确。析氢腐蚀，负极：Fe-2e-====Fe2+，
正极：2H++2e-====H2↑，总反应式为Fe+2H+====Fe2++H2↑，D项错误。
14、下列叙述不正确的是（）
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑
【答案】A
【解析】本题考查电化学知识的应用。选项A,铁作阴极,锌作阳极,A错;由于Zn的活泼性比Fe强,Zn失电子而保护了船体,B正确;钢铁吸氧腐蚀时,O2在正极上获得电子,C正确;根据放电顺序,Cl-失电子能力大于OH-,电解饱和食盐水时,Cl-在阳极上失去电子变为Cl2,D正确。
15、下列关于下图叙述正确的是（）
A．装置Ⅰ在反应过程中自始至终只生成红棕色气体
B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀
C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气
D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋
【答案】C
【解析】本题考查化学实验及金属的腐蚀，难度较大。装置Ⅰ形成原电池铜作负极、铁作正极，反应的实质是铜与硝酸发生氧化还原反应，开始生成二氧化氮，硝酸变稀后生成一氧化氮；浓硝酸变稀后，铁和铜两个电极转换，溶液中会有亚铁离子生成；装置Ⅱ发生的是化学腐蚀不是电化学腐蚀，铁、氧气和水反应生成铁锈，氧气消耗后压强变小液面左移，接触后发生析氢腐蚀，有氢气放出。
16、实验室制取溴乙烷的反应如下：
NaBr+H2SO4====NaHSO4+HBr，CH3CH2OH+HBr △
CH3CH2Br+H2O。已知反应物的用量
NaBr(s)0.3mol，乙醇0.25 mol，浓硫酸36 mL(98%，密度1.84 g·cm-3)，水25 mL，其中乙醇的密度约为水的密度的4/5，试回答：
（1）反应时，若温度过高，可有红棕色气体产生，写出反应的化学方程式：_____________________________________。
（2）从棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷，应加入的试剂是____________，必须使用的仪器是__________________。
（3）本实验的产率为60％，则可制取溴乙烷____________g。
【答案】（1）2HBr+H2SO4(浓)====Br2↑+SO2↑+2H2O
（2）稀NaOH溶液分液漏斗
（3）16.35
【解析】（1）若温度过高，浓硫酸会将生成的HBr氧化为溴蒸气，而使产生的气体呈红棕色。
（2）棕黄色的粗溴乙烷中混有少量的液态溴，可用NaOH 溶液多次洗涤，然后分液。
（3）NaBr —HBr —C 2H 5OH —C 2H 5Br ，HBr 过量，则：m(C 2H 5Br)=0.25 mol×109
g·mol -1×60%=16.35 g。
17、现用物质的量的浓度为a mol/L 的标准盐酸去测定V mL NaOH 溶液的物质的量浓度，请填写下列空白：
（1）酸式滴定管用蒸馏水洗净后，装入标准液前还应该进行的操作是 。
（2）下图是酸式滴定管中液面在滴定前后的读数：
则c (NaOH) = （表达式）。
（3）若在滴定前滴定管尖嘴部分留有气泡，滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失，则测定的NaOH 物质的量浓度会 。（填“偏大”、“偏小”或不影响）
【答案】（1）润洗（2）121()a V V mol L V
-?-?（3）偏大 【解析】（1）在装液体前，需要润洗玻璃仪器，以免玻璃壁上残留的水影响溶液的浓度。（2）利用物质的量公式进行计算。（3）气泡消失后，氢氧化钠的体积测量值比实际值大，根据浓度计算公式，浓度计算值偏大。
18、某化学小组对金属的腐蚀情况进行了实验研究，实验装置如图所示：
请根据所学的知识推测一下2天后的实验现象和实验结果：
(1)铁钉被腐蚀最严重的是________(填装置序号，下同)，铁钉基本不变的是______________。
(2)四个装置的右侧管内的液面由高到低的顺序为______________。
(3)影响金属腐蚀的因素除了金属本身的性质外，还有______________。
(4)你认为保护铁制品不被腐蚀的做法有__________________________。
【答案】(1)C D (2)C、B、D、A
(3)水、氧气和电解质溶液等
(4)一是隔绝空气(可在表面涂油等)；二是保持表面干燥(用后洗净擦干)
【解析】本题要注意四个装置中电解液的不同和铁钉所处的环境的差别，A中的稀硫酸没有挥发性，铁钉处于潮湿的空气中，能发生吸氧腐蚀使右管液面下降；B、C中的盐酸具有挥发性，铁钉处于酸性环境中发生析氢腐蚀使右管液面上升，C中浓盐酸挥发性更强，铁钉被腐蚀最严重，产生的氢气最多；而D中浓硫酸没有挥发性且有吸水性，这样D中铁钉处于一个相对干燥的环境难被腐蚀，U形管中的液面基本不变。根据实验结果可知，同样的铁钉在不同的环境中被腐蚀的情况不同，说明外界条件也对金属的腐蚀有影响，影响因素主要有电解质溶液、水和空气中的氧气等。要保护金属不被腐蚀，只要使金属不具备被腐蚀的条件即可。
19、甘油酯1.768 g完全催化加氢, 需标准状况下氢气134.4 mL, 氢化后皂化消耗NaOH 0.24
g. 若该油脂是单甘油酯, 写出它的结构简式.
【答案】(C17H33COO)3C3H5
【解析】从NaOH的物质的量可以计算出高级脂肪酸甘油酯的化学式式量, 再从氢化消耗氢的量算出烃基中的双键数.
根据单甘油酯的皂化反应:
设单甘油酯的相对分子质量为M.
则M∶120＝1.768∶0.24,
解得M＝884.
1.768 g单甘油酯的物质的量为:
＝0.002 mol,
氢化消耗的氢气的物质的量为:
＝0.006 mol, 即每个分子中含有3个碳碳双键. 故该单甘油酯的结构简式为: (C17H33COO)3C3H5.
20、W、X、Y和Z都是周期表中前20号元素，已知：
①W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布，且能形成组成为WY的化合物；
②Y和Z属同族元素，它们能形成两种常见化合物；
③X和Z属同一周期元素，它们能形成两种气态化合物；
④W和X能形成组成为WX2的化合物；
⑤X和Y不在同一周期，它们能形成组成为XY2的化合物。
请回答：
(1)W元素是________；Z元素是________。
(2)化合物WY和WX2的化学式分别是____________和 ____________。
(3)Y 和Z 形成的两种常见化合物的分子式是________和________。
(4)写出X 和Z 形成的一种气态化合物跟WZ 反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
【答案】(1)钙 氧 (2)CaS CaC 2
(3)SO 2 SO 3 (4)CO 2＋CaO===CaCO 3
【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题重点考察了元素周期表和元素周期律的应用。
21、已知A 是应用最广泛、用量最大的一种金属单质，B 是黑色固体，C 是气体单质，在一定条件下有下列转化关系：
①写出A 、B 的化学式：A ，B 。
②写出A →B 、C 的化学方程式 。
【答案】① Fe ， Fe 3O 4 。
② 3Fe + 4H 2
O Fe 3O 4 + 4H 2 。
22、工业上用铝土矿(主要成分是Al 2O 3，还有少量的Fe 2O 3、SiO 2)提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：
⑴原料A 的名称是_____________，步骤①反应的离子方程式是_________________。
⑵滤液1中要加入稍过量原料B ，原料B 的化学式是________________，步骤②反应的离子方程式是：__________________________________________。
⑶步骤③的化学方程式是：_____________________________________________。
⑷如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B 开始，则会对氧化铝的提取有什么影响？ ________________________________________________________________________。
【答案】⑴盐酸（硫酸、硝酸） Al 2O 3+6H +=2Al 3++3H 2O Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O
⑵NaOH H ++OH -=H 2O Fe 3++3OH -=Fe(OH)3 ↓ Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O
⑶NaAlO 2+CO 2+2H 2O=Al(OH)3↓+NaHCO 3
⑷若用NaOH 溶液溶解铝土矿，则有部分SiO 2溶解在NaOH 溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al 2O 3混有SiO 2杂质
23、化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中，H 2能将NO －3还原为N 2。25 ℃时，反应进行10 min ，溶液的pH 由7变
高温
为12。
①N 2的结构式为 。
②上述反应离子方程式为 ，其平均反应速率v (NO)为 mol·L
－1·min －1。
③还原过程中可生成中间产物NO ，写出3种促进NO 水解的方法 。
(2)电化学降解NO －3的原理如图所示。
①电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了 2 mol 电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm
左－Δm 右)为 g 。
【答案】(1)①N≡N ②2NO ＋5H 2
N 2＋2OH －＋4H 2O 0.001 ③加酸，升高温度，加水 (2)①A 2NO ＋6H 2O ＋10e －===N 2↑＋12OH － ②14.4
【解析】(1)①N 2分子中，两个氮原子以三个共用电子对相结合。②反应物是H 2和NO －3，已
知生成物之一是N 2，根据溶液pH 的变化可知另一种生成物是OH －，根据氧化还原反应规律
及质量守恒可知还有一种生成物是H 2O ，v (NO －
3)＝v (OH －
)≈10－2 mol·L －110 min ＝0.001 mol·L －1·min －1。③升高温度、稀释均可促进水解；NO －2水解方程式为NO －2＋H 2O HNO 2＋OH －
，加酸可中和OH －，使水解平衡正向移动；加入水解呈酸性的盐，如NH ＋4、Fe 3＋等也可促进水
解。(2)①与直流电源B 相连的电极上，NO －3变为N 2，发生了还原反应，因此B 是电源的负极，
A 是电源的正极。根据得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒可写出阴极反应式为2NO －3＋6H 2O
＋10e －===N 2↑＋12OH －。②阳极反应式为10H 2O －20e －===20H ＋＋5O 2↑，阴极反应式为4NO －3＋
12H 2O ＋20e －===2N 2↑＋24OH －。电解过程中，若转移20 mol 电子，阳极20 mol H ＋通过交换
膜移向阴极，则阳极质量减少20 mol×1 g/mol＋5 mol×32 g/mol＝180 g ；阴极质量减少2 mol×28 g/mol－20 g ＝36 g 。即当通过20 mol 电子时，两极质量变化差Δm 左－Δm 右＝180 g －36 g ＝144 g ，显然，当转移2 mol 电子时，膜两侧电解液的质量变化差为14.4 g 。
24、特快电热壶由于快捷方便，被许多家庭、宾馆使用。请根据图示回答：
（1）制作材料中属于合金的是（填编号，下同）属于有机物的是。（2）制作手柄的塑料属于（填“热塑性”或“热固性”）塑料。
（3）损坏不能再使用的塑料制品，使用后成为塑料垃圾，为了保护环境，你提出一条合理化的建议是。
【答案】（1）①②③④ (2) 热塑性 (3)回收进行催化裂解获得汽油、煤油等。【解析】不锈钢外壳属于合金，铜制插脚属于金属，成分为铜；有机玻璃、聚苯乙烯、塑料手柄属于有机物。制作手柄的塑料属于热塑性塑料。对于塑料垃圾，可进行催化裂解获得汽油、煤油等。
25、已知烧过菜的铁锅未及时的洗去含有NaCl的残液，过一段时间后便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。铁锅的锈蚀主要是属于（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀。
（1）请你表示此时Fe被腐蚀的电极反应式：负极，正极 . （2）Fe2+和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2的离子方程式
（3）发生原电池反应生成Fe(OH)2的总反应式为
（4）Fe(OH)2与O2和水反应转化为Fe(OH)3，然后进一步转化为铁锈的化学方程式：。
【答案】吸氧(1) 2Fe→2Fe2++4e- 2H2O+O2+4e-→4OH-
（2）Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ （3）2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2
（4）4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3 2Fe(OH)3=Fe2O3.xH2O+（3-x）H2O
【解析】试题分析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。在电化学腐蚀中又以吸氧腐蚀为主。
（1）Fe被腐蚀时负极是铁失去电子，正极是氧气得到电子，电极反应式分别是负极：2Fe→2Fe2++4e-，正极：2H2O+O2+4e-→4OH-。
（2）Fe2+和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2的离子方程式是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。
（3）根据以上分析可知，发生原电池反应生成Fe(OH)2的总反应式为2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2。
（4）氢氧化亚铁不稳定，极易被氧化生成氢氧化铁。氢氧化铁失去水，即变成铁锈，即反应的方程式分别是4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3、2Fe(OH)3=Fe2O3.xH2O+（3-x）H2O
考点：考查铁腐蚀的有关判断和电极反应式的书写
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大。主要是考查学生对金属腐蚀的了解掌握程度，有利于调动学生的学习兴趣，提高学生应试能力和学习效率。
原电池原理金属的电化学腐蚀 一、实验目的 1、理解原电池原理。 2、认识金属的电化学腐蚀的原因。 二、实验说明 （一）、原电池原理 1.实验要求所用电极表面积要大，并且要清洁。如果锌片或铜片上有杂质，会形成许许多多的微电池，现象就会不明显。所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀，要用酸洗，以除去氧化物和绿锈，然后用去污粉擦净，再用水冲洗干净。即使铜片表面看上去是光洁的，也要用去污粉把它擦到发亮，以除去表面的氧化物和油脂等污垢。锌片使用前最好也用酸洗，然后再用水冲洗干净。 2.实验不难成功，但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。由于锌片含有杂质和铜极上发生电极极化，一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。 观察电流表指针偏转时，应引导学生注意指针偏转的方向，并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。 （二）、金属的电化学腐蚀 1．实验要用较长的时间，应提示学生在等候观察现象时，先进行下面的实验。铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀，因此可用于检验Fe2+的存在。学生知道这一现象即可，不要求写反应的化学方程式。 2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应，应引导学生结合实验，思考实验后的“问题和讨论”。 三、问题和讨论提示： 1.装配原电池时应具备以下条件：必须有两种活动性不同的金属，而且要平行地浸在电解质溶液里，两个电极要用导线连接。 如果用铁片代替锌片做原电池原理实验，铜片的表面几乎没有气泡逸出，说明铁铜原电池中的电流可能较弱，在铜丝的表面观察不到气泡的产生。如果用导线连接一个电流计，可以观察到电流表的指针发生偏转，表明铁铜原电池中有电流产生。 2.实验结果表明，镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标： 知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。 2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。 情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器：水槽导管电流表 教学过程： 【事例引入（配合投影）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用
中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：（投影）。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu 2(OH) 2 CO 3 思考：金属腐蚀的本质是什么？ [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。 关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经
金属的电化学腐蚀与防 护习题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
训练5 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ( ) A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2 H 2↑ B ．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D ．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 2．下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A ．光亮的自行车钢圈不易生锈 B ．黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈 C ．铜、铝电线一般不连接起来作导线 D ．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说 法不正确的是( ) A ．锡青铜的熔点比纯铜低 B ．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D ．生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A ．铁为正极 B ．碳为正极 C ．溶液中氢离子浓度不变 D ．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 5．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由＋2价转化成＋3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水 形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A ．①②④ B ．③④ C ．①②③④ D ．①②③④⑤ 6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe ＋2H 2O ＋ O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A ．负极发生的反应为Fe －2e －===Fe 2＋
金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。
高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 编稿：房鑫审稿：曹玉婷 【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 （2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类： （1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀 （2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例） 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；
金属的电化学腐蚀与防护
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《金属的电化学腐蚀与防护》 一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆
D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固 定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是 A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是：M – ne- ＝Mn+，电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是 A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极 9. 将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中均有氢气生成．若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀；B未被腐蚀．关于B的叙述正确的是 A．金属活动性A＞B B．还原性B＞A C．在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应
金属的腐蚀及其原理 【引入】大家如果细心的话就可以发现生活中的金属器皿，使用久了后，就会生锈。例如，或防盗网、风扇的护栏，或者铜器会出现铜绿（Cu2(OH)2CO3）。大家翻倒课本的 23页，看看图1—26，可以先想象一下，这辆车刚买时是白白亮亮的，风光无限，现在呢，还风不风光？已经是锈迹斑斑，风光不在了。无论是防盗网的生锈还是汽 车的生锈都是由于金属的腐蚀引起的，那大家知道金属为什么会发生腐蚀吗？它的 原理是什么呢？ 【讲述】带着这两个问题我们今天就来学习这方面的内容。 【板书】金属的腐蚀及其原理 【讲述】大家看到课本的23页的第三段，一起说一下金属腐蚀的概念是什么？ 【板书】一、金属的腐蚀 1、定义：金属或合金与其他物质发生化学反应而被腐蚀的现象。 【讲述】现在举个例子来理解这个概念。在制取H2时，往Zn片中滴加稀盐酸，如果稀盐酸量足够的话，可以看到锌片逐渐的消失了。 【提问】为什么锌片会消失呢？ 【讲述】是由于Z n—2e- ＝Z n2+，锌离子进入到溶液中了。 【提问】大家思考一下，金属腐蚀的本质是什么？ 【引导】金属腐蚀是指金属或合金与其他物质发生化学反应，金属在化学反应中是得点子还是失去电子？ 【讲述】是失电子的。所以金属腐蚀的本质就是金属原子失去电子而被氧化的过程，用式子表示为M—ne- ＝M n+,例如：Z n—2e- ＝Z n2+ 【过渡】金属腐蚀是不是都是一样的呢，不一样的话，可分为哪两种腐蚀？ 【讲述】化学腐蚀与电化学腐蚀 【板书】金属腐蚀 电化学腐蚀 【提问】大家一起说一下化学腐蚀的概念？ 【讲述】化学腐蚀是金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应，举几个例子： 这些都是化学腐蚀。【提问】大家一起说一下电化学腐蚀的概念？ 【讲述】不纯的合金或金属发生原电池反应，使较活泼金属被腐蚀。比如：防盗网的生锈、自行车轮子、链条的生锈都是电化学腐蚀。 【提问】现在我们学习化学腐蚀与电化学腐蚀，那它们之间有什么共同点或不同点？ 【讲述】首先我们来看电化学腐蚀。它形成了原电池，有微弱的电流产生，而化学腐蚀是直接发生氧化还原反应，所以无电流产生。 【讲述】化学腐蚀与电化学腐蚀都是金属失去电子变为离子，所以它们的共同点就是金属腐蚀的本质：M—ne- ＝M n+ 【讲述】现在跟大家分享一组数据，我国每年钢铁的腐蚀量占全年钢铁产量的1／10，占国民生生产总值的页也就是GDP的4%，4%是什么概念呢？我国每年的教育经费都不 足4%的。这说明每年钢铁的腐蚀都会造成巨大的经济损失。 【过渡】那钢铁的腐蚀属于化学腐蚀还是电化学腐蚀？
高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 （2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类： （1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀 （2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例） 【高清课堂：399291金属腐蚀的一般规律】 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；
2019-2020学年高中化学人教版选修四第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防 护（II）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 2017_2018学年高中化学新人教版选修4第四章电化学基础 (共12题；共47分) 1. （2分） (2016高二上·广州期末) 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是（） A . 在潮湿疏松的土壤中 B . 在含铁元素较多的酸性土壤中 C . 在干燥致密不透气的土壤中 D . 在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中 2. （2分） (2017高二上·莆田期末) 下列说法不正确的是（） A . 用电解法精炼粗铜的时候纯铜做阳极 B . 将镁块与钢铁输水管相连，可以防止钢铁腐蚀 C . 熔融烧碱的时候，不能使用石英坩埚 D . 可以用硫酸或者CO2中和碱性废水 3. （2分） (2016高二上·汕头期中) 能有效防止铁质栏杆锈蚀的措施是（） A . 接上铜网 B . 与石墨相连 C . 定期涂上油漆 D . 定期擦去铁锈 4. （2分） (2017高二上·辽宁期末) 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）
A . 图1中，铁钉易被腐蚀 B . 图2中，滴加少量K3[Fe（CN）6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C . 图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D . 图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 5. （2分）下列叙述中，正确的是（） A . 钢铁腐蚀的负极反应为：Fe﹣3e﹣=Fe3+ B . 碱性介质甲烷燃料电池的正极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ C . Mg﹣Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为Mg D . 氯碱工业中阳极上产生的气体比阴极上产生的气体多 6. （2分） (2016高一下·湛江期末) 下列叙述不正确的是（） A . 铁制品表面镀锌可以增强其抗腐蚀性 B . 在海轮外壳上连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C . 马口铁（镀锡）外层镀层被破坏后，里面的铁更易被腐蚀 D . 利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连 7. （2分）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是（）
《金属的电化学腐蚀与防护》 、选择题 1.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 C.在干燥致密不透气的土壤中 D.含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④在金属表 面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A .①②③④ B .①③④⑤ C .①②④⑤ D .全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr 、Ni 等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定 在图示的 三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不 正确的是 A .装置I 左侧的液面一定会上升 B. 左侧液面装置I 比装置n 的低 C. 装置n 中的铁钉腐蚀最严重 D .装置川中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是： 2. 3. D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D ?银制奖牌久置后表面变暗 的速度最慢的是 A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松透气的土壤中 M + n H 2O === M(0H)n + n/2 H 2 f 川林管
高中化学人教版选修四第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护金属 的电化学腐蚀与防护A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共22题；共44分) 1. （2分） (2016高二上·邯郸开学考) 下列有关原电池的说法中，正确的是（） A . 铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极 B . 铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C . 镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀 D . 将反应2Fe3++Fe═3Fe2+设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质 【考点】 2. （2分）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（） A . 钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B . 铁遇冷浓HNO3表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C . 钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D . 钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋ 【考点】 3. （2分） (2018高三上·潮南开学考) 下列说法错误的是（） A . 聚乙烯是无毒高分子化合物，可用作食品包装 B . 在日常生活中，电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因 C . 推广使用新能源，可以减少二氧化碳等温室气体的排放
D . 人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 【考点】 4. （2分）(2016·大庆模拟) 化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是（） A . 食盐可以作为调味剂，也可以调节体液电解质平衡 B . 食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品的主要成分是聚乙烯 C . 化工生产中煤的干馏、石油的分馏、天然气生产甲醇均属于化学变化 D . 高铁车厢材料大部分采用铝合金，因为铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强 【考点】 5. （2分） (2018高一下·西城期末) 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（） A B C D 硅太阳能电池干电池燃气灶太阳能集热器 A . A B . B C . C D . D 【考点】
【知识梳理归纳】 一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念 金属或合金与周围的物质发生反应而引起损耗的现象． (2)实质 金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应． (3)类型 根据与金属不同，可分为腐蚀和腐蚀． 2．化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生而引起的腐蚀． 3．电化学腐蚀 (1)概念 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化．（2）分类 以钢铁的腐蚀为例 【问题探究】将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？ 提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀． 二、金属的防护 1．改变金属内部组织结构如制成等．
2．金属表面加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法． 3．电化学保护 (1)牺牲阳极的阴极保护法——原理 被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极． (2)外加电流的阴极保护法——原理 被保护的金属与电源的极相连，作电解池的极． 【自我诊断训练】 1．(2012·福建高三质检)打开右图所示装置中的止水夹，一段时间后，可能观察到的现象是 ( ) A．烧杯中有气泡产生 B．试管内有黄绿色气体产生 C．铁丝网的表面产生锈迹 D．烧杯内溶液变红色 2．下列关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ( ) A．金属被腐蚀的本质是M＋n H2O === M(OH)n＋n/2H2↑ B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化 C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 3．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是( ) A．Ⅰ＞Ⅱ＞ⅢB．Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ C．Ⅱ＞Ⅰ＞ⅢD．Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ 4．下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是 ( ) A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
金属的电化学 腐蚀 学号：12014424 姓名：袁帅
氧化还原反应是普遍存在的一类重要的反应。金属锈蚀及许多化工生产都涉及到氧化―还原反应。氧化还原反应的本质是电子得失或偏移，原子之间发生了较强烈的电子偏移、引起氧化数的改变。由此产生了电子得失，即电化学。电化学是化学学科中的一个重要内容。电化学现象在工农业生产和生活中随处可见，如铁会生锈，而用铁制造的船则不会被腐蚀等。本文就电化学腐蚀的有关问题对氧化还原反应阐述一些粗浅的认识。 众所周知，铁放在潮湿的空气中会被腐蚀，这就是通常所说的电化学腐蚀。以下以铁的腐蚀为例分析电化学腐蚀的种类和规律。（1）析氢腐蚀 当生铁的表面吸附一层呈酸性的水膜时（水膜中溶有SO2或CO2），铁溶解并放出H2，这相当于Fe的酸液界面上形成了“短路电池”，这种腐蚀通常被称为析氢腐蚀。 正极反应：Fe(s)＝Fe2+(aq)＋2e Fe(s)/Fe2+(aq)＝－0.4402 V 负极反应：2H+(aq)＝H2(g)-2e- 2H+(aq)/H2(g)＝0 V 电池反应：Fe(s)＋2H+(aq) ＝Fe2+(aq)＋H2(g) ?1＝?H+(aq)/H2(g)－?Fe(s)/Fe(aq)＝0.4402+（2.303RT/2F）lg（C2(H+)／C(Fe2+) ） 故只要?1＞0，铁就会被腐蚀，且腐蚀速度随T和C(H+)的升高而变快，即使在C(H+)＝10-7，C(Fe2+)＝10-6，T＝253 K 时，?1仍大于0，反
应仍可进行。所以,不含氧的酸性（甚至中性）水膜中铁会发生析氢腐蚀。 （2）吸氧腐蚀 若水膜中含有氧， 上述的正极会变成：O2(P)＋4H+(aq)＝2H2O－4e- ?O2/H2O＝1.229 V 电池反应：2Fe(s)+ O2(P)＋4H+(aq)＝2Fe2+(aq)＋2H2O ?2＝?O2/H2O-?Fe(aq)/Fe(s)＋（2.303 RT／4F）lg（lgC4(H+)／C2(Fe2+)） 若在酸性或中性水膜中，有氧存在时，则发生吸氧腐蚀，铁的腐蚀会更严重。 （3）电化学腐蚀实例解析 根据上面的分析，铁放在潮湿的空气中会被腐蚀，用铁制造的船情况如何呢？ 铁是较活泼的金属，在水中当然会被腐蚀，但我们所见到的轮船长期在水中却安然无恙。这是因为造船时在船底放了足够的金属锌块，金属锌的活泼性比铁更强，在发生电化学腐蚀时锌首先被腐蚀，因此铁得到保护。 正极反应：Fe2+(aq)＝Fe(s)－2e 半电池符号及标准电动势: Fe(s)/Fe2+(aq),?Fe(s)/Fe(aq)＝－0.4402 V 负极反应：Zn(s)＝Zn2+(ag)＋2e-
专题八电化学基础金属的腐蚀与防护 1．[2018·辽宁省大石桥市月考]化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是( ) A．钢铁在海水中比在河水中更易被腐蚀，主要原因是海水含氧量高 B．硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂 C．用纯碱溶液清洗油污时，加热可以提高去污能力 D．高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片 2．[2018·浙江省温州市二模]某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A．a极为负极 B．b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电解质溶液中的OH－移向a极 D．该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH值将变大 3．[2018·全国卷Ⅱ]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na??→ ←??2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( ) A．放电时，ClO－4向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO2－3＋C D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na 4．[2018·北京通州区二模]研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法不正确的是( ) A．图1：a点溶液变红 B．图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重 C．图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀 D．图2：正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 5．[2018·浙江省金华市十校联考]某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为CH2===CH2＋O2===CH3COOH。下列说法正确的是( )
金属的电化学腐蚀与防护 摘要：金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，它对人类社会产生巨大的危害，对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的，本文主要介绍了金属电化学腐蚀机理，以及金属防腐方法。关键词：金属、腐蚀机理、防腐蚀 一、前言 金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势。因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势。 电化学保护是指在电化学腐蚀系统中，通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区，以降低金属腐蚀程度，这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。在一定条件下，电化学保护不仅能防止金属在海水、土壤或化工介质中的腐蚀，而且还能防止金属发生全面腐蚀和局部腐蚀。若将电化学保护与涂料、缓蚀剂联合起来，可取的更好的防止金属腐蚀的效果。目前电化学保护技术已广泛应用于造船、海洋工程、石油和化工等部门，并作为一种标准的防腐蚀措施列入规范与法规之中。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，因此腐蚀的防护成为急需发展的学科,研究金属材料的腐蚀机理，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。 二、金属的电化学腐蚀机理 1、腐蚀概念 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。 2、电化学腐蚀机理 反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应，阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动，其历程服从电化学动力学的基本规律。 绝大多数情况下，由于金属表面组织结构不均匀，上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。例如当把碳钢放在稀盐酸中时，在钢表面铁素体处进行的是阳极反应（即Fe→Fe2++2e-），而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应（即2H++2e-→H2↑）。与这一对电化学反应进行的同时，则有电子不断地从铁素体流向碳化铁。我们把发生阳极反应的区域叫做阳极区，铁素体是阳极；把发生阴极反应的区域叫做阴极区，碳化铁是阴极；而在阳极与阴极之间不断地有电子流动。这种情况和电池的工作情况极为类似，只不过这里的阳极（铁）和阴极（碳化铁）的数目极多，面积极小，靠的极近而已，所以通常称它为腐蚀微电池。金属的电化学腐蚀之所以采取腐蚀微电池的形式，一方面是由于金属表面存在着各种各样的电化学不均匀性，为电化学反应的空间分离准备了客观条件；另一方面则是由于这两个反应分地区进行时遇到的阻力较小，因而在能量消耗上对反应的进行有利。但是从防止和减少腐蚀的观点看，这当然是不利的，我们应当设法尽量减少或消除金属表面的电化学不均匀性。 电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱度的不同分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 A、析氢腐蚀:(腐蚀过程中有氢气放出) 腐蚀过程中的阴极上有氢气析出的腐蚀。它常发生在酸洗或用酸浸蚀某种较活泼金属的加工过程中。Fe作为腐蚀电池的阳极,钢铁中较Fe不活泼的其他杂质作阴极,H+在阴极上获
《金属的电化学腐蚀与防护》教案 复习：我们已经学习了原电池和电解池的原理，请同学们判断下列装置属于哪类电池？判断装置中电极材料及哪极金属有损耗? 这属于哪类电池？判断电极材料及书写电极反应。 学生：讨论并回答问题 讲述：在实际生活、生产中要应用到原电池原理，如手机电池、汽车用的铅蓄电池等各种电池，这是造福于社会、造福于人类的有益的事，但也有不利的方面，比如这两个装置中分别是锌和铁被腐蚀，而带来危害。本节我们来探究： 板书：第四节金属的电化学腐蚀与防护 引导：请同学们展示你们收集的有关“金属腐蚀”的资料 讲述：通过以上资料表明，因金属腐蚀而产生的危害是很大的，那什么是金属腐蚀呢？ 指导：请同学们阅读教材P84从金属腐蚀到倒数第二段。 学生阅读： 学生回答：指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 点鼠标： 提问：从金属元素的原子结构角度分析，金属为什么会被腐蚀？ 金属失去了电子。 点鼠标： 追问：金属腐蚀分为哪能几类？ 学生回答：分化学腐蚀和电化学腐蚀 讲述：通过阅读举出属于化学腐蚀和电化学腐蚀的例子? 学生回答：铁和氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。 设疑：电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？ 计论：全班分小组讨论，小组代表小结。 问题： 1、电化学腐蚀的形成条件和特征。 2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。 小结：填课件中表格 过渡：钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。 板书：一、金属的电化学腐蚀 课件：展示图片：船上的铁锚浸泡在海水中，为什么铁与空气接触的位置最容易生锈呢？ 课件：请看演示实验 提问：通过实验可知钢铁生锈的条件是什么？ 学生回答：空气和水 讲解：在潮湿的空气中钢铁表面会形成一薄层水膜，又溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面，使钢铁腐蚀 课件：请观看钢铁腐蚀动画
第四节金属的电化学腐蚀与防护 目标与素养：1.了解金属的腐蚀及危害，理解电化学腐蚀的原理。(宏观辨识与变化观念)2.了解金属防护方法，特别是理解电化学防护的方法。(科学精神与社会责任) 一、金属的腐蚀 1．金属腐蚀 (1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 (2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)：M－n e－===M n＋。 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 二、钢铁的电化学腐蚀 1．析氢腐蚀和吸氧腐蚀 析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述 条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性 电 极 反 应 负极Fe－2e－===Fe2＋ 正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反 应 Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 ．实质：发生原电池反应，铁作负极，碳作正极。 三、金属的防护 1．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法：利用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性
较强的金属作负极。如图所示： (2)外加电池的阴极保护法：利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，在电解质溶液里，接外加直接电源。如图所示： 2．金属的其他保护方法 (1)把金属制成防腐的合金，如不锈钢。 (2)加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铝、锌制品因铝、锌还原性较弱，不能被空气氧化而能稳定存在于空气中。( ) (2)钢铁在潮湿的空气中易发生化学腐蚀。( ) (3)菜刀放于盐水中主要发生吸氧腐蚀。( ) (4)铁锌合金发生吸氧腐蚀时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。( ) [答案] (1)×(2)×(3)√(4)× 2．下列叙述错误的是( ) A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈 C．船体镶嵌铝条防腐蚀的原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．马口铁(镀锡铁)的镀层破损后，铁仍能受到保护 [答案] D 3．将铁钉放入NaCl溶液中发生______________________腐蚀， 负极反应式为__________________________________________， 正极反应式为__________________________________________。 [答案] 吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－
金属材料电化学腐蚀机理 自然环境(大气、土壤、海洋、生物和微生物等)和工业介质(酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等)都可能造成金属材料的腐蚀。金属材料的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和资源浪费。中国工程院咨询项目《中国工业和自然环境腐蚀问题调查与对策》显示，我国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上，约占国民生产总值(GNP)的5%。电化学腐蚀是金属腐蚀的一种重要形式。它并不是一种纯化学反应过程，而是一种涉及电荷在电子导电相与离子导电相之间迁移的电化学过程。电化学腐蚀比单纯的化学腐蚀更为普遍。金属及其合金在大气、土壤、海水以及各种电解质溶液中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。因此，研究和分析金属的电化学腐蚀机理，对采取有效的防腐蚀措施具有重要的理论指导意义。 1电化学腐蚀的热力学条件 金属的电化学腐蚀可以看作是一个腐蚀电池的反应体系。反应体系从始态转变为终态时其自由能变化决定着电化学腐蚀能否自发进行。研究证明，lmol的金属，由于腐蚀电池的作用而转变为腐蚀产物时，其Gibbs自由能△G变化为: △G=一nF(E。一￡。) 式中n一腐蚀反应中电子转移数;F一法拉第常数;E。一阳极反应的平衡电位;E。一阴极反应的平衡电位。 在上式中，nF始终为正值，因此只有E。一E。>O时，反应的△‘为负值(自由能降低)，阳极金属的腐蚀才能自发进行。由此可见，阳极金属的电位越高，其腐蚀越困难，说明阳极金属热力学稳定性越好。在许多铁基合金中，铁元素相对电极电位较低，热力学稳定性较差，故铁元素首先作为腐蚀电池中的阳极而被腐蚀掉。 2合金元素的影响 2.1铬的影响 铬具有很强的钝化性能，加人到钢铁中使钢铁的钝化能力显著提高。铸铁中加人14%一36%的铬之后，在氧化性介质中铸铁表面能生成一层很薄而紧密附着在合金表面的钝化膜，从而大大提高合金铸铁的耐蚀性。这是因为铬的钝态是与形成的致密又高稳定性的CrZo3有关，Cr203相难熔，化学稳定性高，不溶于水和酸。18一8型不锈钢的耐蚀性主要取决于其铬元素的含量。 2.2镍的影响 镍的标准电极电位(一0.25v)高于铁(一0.45V)。故加人到金属中的镍能够提高金属材料的电极电位，有利于提高其耐蚀性。镍又是扩大下区的元素，钢铁中的镍含量达到一定值时可以获得单相奥氏体，有利于提高耐蚀性。例如，铸铁中加人12%一36%的镍后，使铸铁形成单一的奥氏体基体，其组织为奥氏体基体加石墨，并提高电极电位，减小钝化状态下的溶解电流密度，比普通铸铁提早钝化。 2.3稀土的影响 在电化学腐蚀条件下，稀土不仅是良好的变质剂，能细化晶粒，而且还能改变金属的电化学特性，提高电极电位，从而提高金属材料的耐蚀性。在高温浓碱液中，稀土镍铜合金铸铁的稀土含量为0.05%时其耐碱蚀性最好，腐蚀速度为0.3011111/a，稀土对铸铁的耐碱蚀效果具有双重性，即稀土含量在某一临界值以下时显著提高铸铁的耐碱蚀性，超过此值时反而会降低耐碱蚀性。 3金相组织的影响 在电解质溶液中，由于金属微观组织的电化学不均匀性，使金属表面和内部出现许多微小的腐蚀电池。例如，金属材料中的碳化物、硫化物、夹杂物等第二相和基体，晶内和晶界也会产生电极电位差而形成微小的腐蚀电池。多相合金是一个或更多的不同相的混合物，其成分